Embedded System Hardware와 software가 조합되어 특정한 목적을 수행하는 시스템

Presentation on theme: "Embedded System Hardware와 software가 조합되어 특정한 목적을 수행하는 시스템"— Presentation transcript:

1 Embedded System Hardware와 software가 조합되어 특정한 목적을 수행하는 시스템
특정한 기능을 수행하도록 Micro Processor와 I/O Device를 내장하며, 이를 제어하기 위한 program이 내장되어 있는 우리의 일상 생활에서 사용되는 각종 전자기기, 가전제품, 제어장치 등의 시스템을 말한다. Embedded System의 구성 H/W S/W Embedded System Processor Memory I/O OS Kernel System Software Application Embedded Computer 2009년 11월 16일

2 Processor Architecture
ALU, CU, Register와 Data Bus로 구성된다. Micro Processor는 한 개의 작은 IC chip 속에 CPU의 모든 내용을 내장한 chip을 말한다. 근래에는 한 개의 IC chip속에 CPU뿐만 아니라 다양한 I/O device를 포함 하는 SoC 형태로 발전되고 있다. Register CU Internal Processor Bus Control Signal Complementer Shifter Status Flag ALU Embedded Computer 2009년 11월 16일

3 CU(Control Unit) Instruction decode & execute
Internal dataflow control Program counter Memory Instruction reg’ Instruction decoder Control signal Generator Instruction Internal External Address Embedded Computer 2009년 11월 16일

4 명령어(Instruction) Instruction의 구성 OP Code(Operation Code)
Processor가 실제로 취해야 하는 동작 오퍼랜드(Operand) OP code 가 명령을 수행하기 위한 대상 ADD A = B + C OP Code Operand A : Operand 1 B : Operand 2 C : Operand 3 A, B, C Embedded Computer 2009년 11월 16일

5 Bus Bus Computing System의 각 Module에서 발생한 signal을 공유해서
사용할 수 있도록 만든 신호의 집합 구동 주체(CPU 등)에 의해서 해당 소자에 Data를 읽거나 쓸 수 있 도록 구성된다. Address Bus, Control Bus, Data Bus로 구성된다. Processor Register Address Memory Control Instruction &Data Embedded Computer 2009년 11월 16일

6 Von-Neumann Architecture
Instruction과 data를 위한 memory interface의 하나이다. 명령을 읽을 때 data를 읽거나 쓸 수 없다. IBM계열 PC, ARM 7 등 Instruction Data Memory Processor Register Address bus Data bus Embedded Computer 2009년 11월 16일

7 Harvard Architecture Harvard Architecture
Instruction을 위한 memory interface와 data를 위한 memory Interface가 분리되어 있어 instruction read 시 data read/write가 가능하 므로 성능이 우수하다. ARM9, ARM10, Xscale 등. Instruction Data Memory Processor Register Address bus Data bus Embedded Computer 2009년 11월 16일

8 Memory Device Memory의 종류 Embedded Computer 2009년 11월 16일 구분 속 도 가격 용 도
속 도 가격 용 도 특 징 Volatile memory SRAM 수ns ~ 수십 ns 비싸다 Cache DRAM 수십 ns 저렴 Main memory Non EEPROM 소 용량 data, Program 저장 Flash NAND Data 저장 MP3 등 Block 단위 Read/write NOR Program data 저장 Embedded Computer 2009년 11월 16일

9 CPU 주변에 고속의 buffer memory
Cache memory System CPU 400MHz Main Memory 10MHz CPU Main Memory 10MHz Cache 66MHz bus 66MHz bus 고속의 CPU가 bus 및 memory 속도에 의존적이며 늦다. CPU 주변에 고속의 buffer memory 를 두고 자주 사용되는 명령과 data를 저장하여 시스템 성능을 개선 Embedded Computer 2009년 11월 16일

10 MMU (Memory Management Unit)
Address Translation 기능 CPU에서 사용되는 logical 한 virtual address를 physical address로 변환 Memory Protection 기능 CPU MMU Memory Virtual Address Physical Address Embedded Computer 2009년 11월 16일

11 I/O Device CPU와 정보를 교환 CPU I/O 장치 I/O 제어장치 Serial, USB, Ethemet
Interface signal CPU Interface signal Address, data, Control signal Embedded Computer 2009년 11월 16일

12 Interrupt Interface Interrupt Controller
Hardware에 따라 Interrupt 응답을 위한 신호도 제공된다. Interrupt Controller Mask pending sregrster CPU I/O 장치 Interrupt Ack Interrupt Ack Interrupt Rdq Interrupt Req Embedded Computer 2009년 11월 16일

13 Interrupt 발생에 의한 Processor flow control
Main Program Routine ISR (Interrupt Service Routine) Interrupt 발생 ISR (Interrupt Service Routine) Interrupt 발생 Embedded Computer 2009년 11월 16일

14 Interrupt Vector Interrupt Vector Interrupt Vector Addressing Mode
ISR(Interrupt Service Routine)을 처리하기 위한 명령 또는 위치 가 저장된 Memory 공간 Interrupt Vector Addressing Mode Fixed Interrupt Interrupt가 발생시 처리한 address가 지정되어 변경 불가. 지정된 address에 interrupt를 처리하기 위한 명령 또는 위치가 저장되어 있다. Vectored Interrupt 일반적인 microprocessor 장치에서 여러 개의 주변장치가 시스템 버스에 연결되어 사용되는 경우 주변장치가 Interrupt를 처리할 주소를 제공 Embedded Computer 2009년 11월 16일

15 ARM processor register
ARM 에는 32bit 길이의 37개 register가 있다. Memory Barrel Shifter ALU Register Instruction DATA A Bus ALU Bus Immadiate 상수 B Bus Embedded Computer 2009년 11월 16일